Factores que pueden alterar el equilibrio de Hardy-Weinberg en una población

Factores que pueden alterar el equilibrio de Hardy-Weinberg en una población

Factores que pueden alterar el equilibrio de Hrdy-Weinberg en una población Por otra parte, en ocasiones la selección clasificada de las parejas por su inteligencia, forma y color del cabello, la estatura, algunas características conductuales, habilidades para la música o para el deporte o buscar pareja con características de defectos similares como ceguera, sordera o bajas tallas también interfieren en que los matrimonios no sean totalmente al azar y la distribución de los alelos en la población tampoco sea aleatoria, lo que no contribuye a mantener el equilibrio de Hardy- Weinberg en una población.

Matrimonios no al azar

Cuando en una población grande los matrimonios son al azar los alelos pueden combinarse por la segregación de ellos en los gametos con igual probabilidad y esto permite una contribución de sus frecuencias en la población de forma aleatoria, sin embargo aun cuando las poblaciones sean suficientemente grandes, en ocasiones existen fenómenos sociales de estratificación según grupos raciales que interfieren con la selección azarosa de las parejas, por ejemplo la división entre negros y blancos. La consanguinidad es otro fenómeno que interfiere con la formación de parejas al azar, aun cuando se pueda suponer que toda pareja tiene al menos un ancestro común. La probabilidad de que un niño sea homocigótico para una enfermedad genética autosómica recesiva rara, es menor cuanto más alejada sea la relación de parentesco entre sus padres. La consanguinidad es un fenómeno presente en todas las poblaciones humanas. Las leyes de cada país prohíben los matrimonios entre familiares de primer y segundo grados y algunas religiones incluyen la prohibición matrimonios entre familiares de tercer grado. La probabilidad de compartir genes similares es mayor en la medida en que la relación entre consanguíneos sea más cercana. Muchas personas homocigóticas para mutaciones recesivas raras han heredado estas mutaciones de sus padres quienes tienen un ancestro común, sin embargo sólo la consanguinidad cuando es muy alta en una población afecta el equilibrio genético. En la investigación clínico genética efectuada recientemente en nuestro país, se observó que la frecuencia de consanguinidad entre los padres de personas con retraso mental fue más alta en las regiones geográficas extremas de la nación, donde todavía existen grupos poblacionales más aislados en los que hay muy pocas variaciones de apellidos.

Mutaciones

La presencia de nuevas mutaciones puede afectar el equilibrio de Hardy-Weinberg cuando la tasa de ellas aumenta por razones específicas. La tasa de mutaciones de un locus se expresa como el número de nuevas mutaciones por locus por generación. Una vía directa de estimar la tasa de mutaciones en una población es a través de la detección de la prevalencia al nacimiento de enfermedades genéticas autosómicas dominantes o ligadas al cromosoma X, ya que en estos casos el efecto de la mutación se detecta directamente por el fenotipo. Un ejemplo de estimación de la tasa de mutación con efecto dominante sería la de observar defectos tales como la acondroplastia en parejas que no presentan el fenotipo de esta forma de osteocondrodisplasia.

En el equilibrio genético de las poblaciones, estas mutaciones tienen diferentes posibilidadesde repercusión

• Que se pierdan inmediatamente por ser letales para las personas que las reciben, bien porque sean incompatibles con la vida o porque nunca puedan transmitirse a la siguiente generación.
• Que sobrevivan con pocas probabilidades de mantenerse de generación en generación.
• O que no sólo sobrevivan, sino que se transmitan de generación en generación, pudiendo incluso convertirse en un alelo predominante.

Todo depende de la aptitud reproductiva (fitness) de la persona afectada en términos de sobrevivir, de posibilidades de encontrar pareja y tener relaciones y de las posibilidades de fertilidad. Factores como morir antes de la pubertad disminuyen la aptitud reproductiva para un genotipo específico, a la inversa un tratamiento médico puede incrementar la aptitud reproductiva de un genotipo particular. De igual forma el diagnóstico prenatal y la terminación selectiva de un embarazo disminuye la aptitud reproductiva de un genotipo particular.

Selección contra mutaciones dominantes

La selección de un genotipo específico distorsiona el equilibrio de Hardy- Weinberg En el caso de mutaciones autosómicas dominantes la selección actúa contra los genotipos en los cuales la mutación es severa, eliminándolas en una simple generación, en estos casos la presencia de la enfermedad es siempre el resultado de una nueva mutación.

Ejemplos de enfermedades genéticas

• Dominantes con estas características en las que la severidad del defecto produce la muerte antes de la etapa reproductiva o aun llegando a esta etapa de la vida estos individuos no son aptos para la reproducción.
• Por el contrario si una nueva mutación no invalida la posibilidad de reproducción, puede ser que la aptitud reproductiva sea reducida o igual que la del alelo no mutado.
• El equilibrio de la frecuencia de genes específicos es el resultado del balance entre dos

fuerzas, la selección que elimina las mutaciones de la bolsa de genes o "pool" de genes de la población y la producción de nuevas mutaciones que las añade de nuevo a la bolsa.

• La aptitud reproductiva sorprendentemente mejorada por tratamientos de personas afectadas, puede dar lugar a un incremento de la contribución de ese genotipo y producirse un cambio en el equilibrio genético de la población.
• De igual forma si las personas afectadas disminuyeran su aptitud reproductiva al renunciar a su descendencia, la frecuencia del alelo mutado podría caer a casi cero y mantenerse solamente en la bolsa de genes de cada generación, a expensas de la producción de nuevas mutaciones.

Selección contra mutaciones recesivas

Para estos tipos de mutaciones las fuerzas selectivas son menos efectivas ya que sólo una pequeña proporción de genes están presentes en el homocigótico recesivo que son los que se exponen a fuerzas selectivas, pero además su repercusión sobre el equilibrio aun mejorando sus posibilidades de aptitud reproductiva, podría ser muy lenta y se necesitarían muchas generaciones para incrementar su frecuencia génica.

Selección contra mutaciones recesivas ligadas al cromosoma X

En estos casos el masculino homocigótico resulta ser el afectado mientras que la mujer es heterocigótica asintomática como regla. La aptitud reproductiva depende de la gravedad de la afección. Si la mutación es muy severa el varón no se reproduce, tales enfermedades se conocen como letales genéticas ligados al X, y la contribución de la mutación se produce por la segregación de la mutación en los gamelos de la mujer portadora y la tasa de nuevas mutaciones. Sin embargo cuando la mutación no afecta la aptitud reproductiva del varón la distribución de genotipos se comporta con una relación de varones afectados a mujeres portadoras de 1:2. La posibilidad de mujeres portadoras de mutaciones severas, que padecen la enfermedad por defectos de lionización (la inactivación no azaroza de un cromosoma X en la mujer), contribuyen poco con su baja aptitud reproductiva a la inestabilidad del equilibrio genético sin embargo, enfermedades como la hemofilia A cuyo tratamiento mejora considerablemente la aptitud reproductiva del varón afectado, puede esperarse que eleve la frecuencia del gen mutado

Ventajas selectivas de heterocigóticos

Hasta ahora hemos analizado la frecuencia de mutantes raros como un balance entre la pérdida por selección y la ganancia por nuevas mutaciones. Ahora analizaremos el caso de heterocigóticos para algunas enfermedades que tienen una ventaja selectiva en comparación con ambos genotipos homocigóticos, el dominante y el recesivo. Estos tipos de ventajas selectivas para un genotipo heretocigótico cuyo homocigótico recesivo produce enfermedades genéticas muy severas, pueden incrementar la frecuencia de la mutación específica en una población. Un ejemplo de ello es la ventaja selectiva del heterocigótico para la anemia por hematíes falciforme (AHF) o "sickle cell anemia" para la malaria. En el Africa Occidental hay altas frecuencias de esta anormalidad de la beta hemoglobina, donde los heterocigóticosy se establezca un nuevo equilibrio genético para esta mutación. tiene mayor aptitud reproductiva que los homocigóticos. Los heterocigóticos son resistentes a la malaria producida por el protozoo Plasmodium vivax que a su vez es transmitido por el mosquito Anopheles, este protozoo pasa parte se su ciclo de vida alojado en el eritrocito de los vertebrados, sin embargo, los eritrocitos de los heterocigóticos para la AHF no permiten que este protozoo culmine su ciclo de vida exitosamente y las personas parasitadas que tienen esta condición genética resisten mejor a la malaria que los homocigóticos para el alelo A (AA), o que los homocigóticos para el alelo S (SS) por este motivo a través de generaciones los individuos heterocigóticos AS han incrementado su frecuencia en estas regiones. Este es el resultado de una desviación explicable por fuerzas de selección sobre un genotipo en particular. Cuando las fuerzas selectivas operan en ambas direcciones manteniendo o eliminando a un alelo mutado la situación se describe como un polimorfismo balanceado. Otro fenómeno que pueden repercutir en afectaciones del equilibrio genético en las poblaciones es el de las migraciones. En la historia de las migraciones se produce un fenómeno denominado deriva genética. Como ya hemos analizado cuando ocurre una mutación, su presencia inicial se debe a una simple copia entre todos los alelos de ese losus en la población en estudio. La probabilidad de que esta mutación eleve su frecuencia por generaciones depende como ya se ha analizado, de su aptitud reproductiva y de las fuerzas de selección natural que operan sobre ella.

Otro fenómeno dentro de las migraciones

Es el denominado flujo genético, que a diferencia de la deriva genética involucra a un grupo poblacional que migra hacia otra población con su propia frecuencia génica incorporándola gradualmente a la bolsa de genes de la población donde se instalan. Las frecuencias de los alelos del sistema de grupos sanguíneos ABO muy estudiado en numerosas poblaciones presentan evidencias de este fenómeno. La transferencia de genes entre grupos raciales es también un ejemplo de flujo genético. En Cuba la trata de esclavos por los españoles desde la regiones africanas endémicas de malaria y los propios asentamientos de los españoles en nuestro país han originado nuestra propia bolsa genética en la que por ejemplo la frecuencia genotípica de heterocigóticos AS para la AHF alcanza en la población general valores de 3.08 % y de 6. 2 % en la población negra y mestiza.

Resumen

El propósito de este Capítulo ha sido identificar la importancia para la Genética Médica, del estudio de los genes en las poblaciones humanas, no solo para el conocimiento del origen de nuestra mezcla racial sino para tomar medidas preventivas específicas y como prender el origen y la frecuencias genotípicas y génicas de mutaciones raras una vez que se hayan realizado estudios epidemiológicos de sus frecuencias fenotípicas. Conocer las características del equilibrio genético de una población además ofrece la posibilidad de analizar las causas de sus desviaciones y de elaborar pronósticos de sus cambios en la medida en que se introduzcan nuevos tratamientos que mejoren la aptitud reproductiva de las personas afectadas o que a través del diagnóstico prenatal y el aborto selectivo se disminuya la aptitud reproductiva de un genotipo específico. La genética poblacional humana además pone en manos de genetistas dedicados a la epidemiología instrumentos que permiten caracterizar las frecuencias génicas y de esta forma identificar polimorfismos de marcadores genéticos y analizar sus relaciones como posibles genes susceptibles o incluso candidatos, para enfermedades comunes o características conductuales o funcionales complejas.

Fuente

RIGOL RICARDO, ORLANDO. Obstetricia y Ginecología / Stalina Santisteban Alba. __ La Habana: Ed. Ciencias Médicas, 2004. __ 438p.